JP4988244B2 - 測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、測定データを取得し処理するベースモジュールを備えた流量計又はレベル計等の測定装置に関する。

流量計又はレベル計等の工業用測定装置は、容積又は質量流量又は充填レベル値のようなデータを検出する。しかしながら、一般的に、それらは、対象となる値、言い換えると容積又は質量流量又は充填レベルの値を直接検出しない。代わりに、要求されたデータは、フロート型流量計のフロートのリフト高さ、磁気誘導流量計の誘導電流の強さ、又はレーダー型レベル計のレーダー信号の走行時間の情報としてすぐに提示される。事実、もし、フロート型流量計において、フロートのリフト高さが検出マグネットを介して検出されるならば、フロートのリフト高さ測定は、間接的に、言い換えると関連した流量に相関する磁束密度情報の形で、検出されることになる。

それゆえに、このように要求されたデータは、流量又は充填レベル等の対象となる実際の値を指示する信号を生ぜしめるために処理、言い換えると変換されなければならない。このために、予め規定された校正パラメータに基づいて検出された初期データの線形化が必要である。工業的応用に先立って、関連した測定装置は、線形化のために予め規定されたパラメータに基づいて校正されなければならないので、実際の測定装置において、各々の直接的に要求されるデータは、適当な流量又はレベル値に一義的に変換される。

例として上述された流量及びレベル計の場合、これによって測定された流量又はレベル値は、ディスプレイ又は出力装置に供給される。典型的なディスプレイは、アナログ又はデジタル設計されたもので、多くの場合測定装置に直接装備される。しかしながら、離れた場所で測定値を表示及び／又は処理することが要求されることもある。そのために、測定装置が試験電圧又は試験電流の形の測定データを出力するためのインターフェースを備えている。インターフェースのタイプ及びデータが転送される方法は、一般的に、プロトコル又はバスシステムによって規定される。例としては、２線式回路、ＨＡＲＴ、ＰＲＯＦＩＢＵＳ、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ ＦＩＥＬＤＢＵＳ、等を介して、４〜２０ｍＡの電流信号としての信号伝送が挙げられる。
特開２００４−２５１６９５号公報 特開２００５−８３８５８号公報

通常、測定装置が、データ伝送のためのただ一つのインターフェースのみを備えることに問題があるので、測定装置が一体化されたシステムの変更において、測定装置を完全に交換するか、測定装置に新しいインターフェースを用いる場合には、少なくとも一つを再校正するかのいずれかが要求される。それは、時間の浪費であり、費用がかかる。

上記背景に対して、本発明の目的は、種々のインターフェースシステムに対して共通で簡単に使用することのできる測定装置を提供することにある。

本発明によれば、上記目的は、測定データの取得と処理を行うベースモジュール及び付属モジュールを具備し、ベースモジュール及び付属モジュールは、該ベースモジュール及び該付属モジュールを相互に接続する光学インターフェースを備える、流量計、レベル計等の測定装置において、ベースモジュールと付属モジュールは、相互に平行に且つ間隔をおいて、一体のハウジング内に組込まれていることによって達成される。

このように、本発明は、本来の測定値を取得し且つ処理する機能を有するベースモジュールと、処理されたデータを付属モジュールに伝送するための光学インターフェースとを有することを特徴とする測定装置を提供する。これにより、異なる目的のために装備され、測定データの出力が上述したＨＡＲＴ、ＰＲＯＦＩＢＵＳ、ＦＰＵＮＤＡＴＩＯＮ ＦＩＥＬＤＢＵＳのような規格に対応して行われる異なる外部インターフェースを装備するいろいろな付属モジュールの使用を可能にする。

特に本発明の好ましい実施例では、ベースモジュールは用いられる付属モジュールのタイプを認識でき、ベースモジュールは、特定の付属モジュールに関して特定化され且つそこから表示又は出力装置に供給されるデータを、適当なインターフェースを介して付属モジュールに伝送させることができる。

本発明の有利な実施例では、前記ベースモジュールは、さらに、検出されたデータを、所定の校正パラメータに基づいて線形化する線形化装置を有する。これは、付属モジュールへ線形化されたデータの伝送を可能にするので、本発明に係る測定装置の産業上の利用に先立って、ベースモジュールの校正であるただ一回の校正のみが必要であり、その後の異なる付属モジュールの使用を可能にし、付属モジュールタイプを変更するときいつでも測定装置の新たな校正に関する必要性を回避することができる。

異なる外部インターフェースに加えて、いろいろな付加的な機能及び／又はディスプレイを有する付属モジュールを設けることも可能である。例えば、本発明の有利な実施例では、カウンター及び／又は光学的表示部を有する付属モジュールを用いることが可能である。

基本的に、付属モジュールにデータを伝送するための光学インターフェースにすぎないものを、ベースモジュールに装着することが可能である。しかしながら、本願発明の実施例では、ベースモジュールは、測定されたデータを出力するための及び／又はベースモジュールのパラメータを設定するための付加的なインターフェースを有する。特に、ベースモジュールは、二線式信号出力ポート及び／又はＨＡＲＴインターフェースのようなバスインターフェースを有する。

ベースモジュール及び付属モジュールの間のデータ伝送が、上述した光学インターフェースを介して実行されるという事実は、いくつかの利点を提供する。第１に、１００ＫＢｉｔまでの大変大きなデータ転送レートを得ることができる。第２に、前記ベースモジュールと前記付属モジュールの間の高信頼の直流導電的分離を可能にする。例えば、前記ベースモジュールは、約１０ｍｍの間隔で前記付属モジュールに平行に配置することができ、光学インターフェースに使用される光ファイバーケーブルの間の間隔は、５ｍｍの場合に良好な作動が得られる。

基本的に、分離されたエネルギー源から前記ベースモジュールへの電力の供給も可能である。しかしながら、本発明の好ましい実施例において、ベースモジュールには、付属モジュールの外部インターフェースを介して電力が供給される。この場合、前記ベースモジュールと前記付属モジュールとの間には電線接続があり、例えばバスシステムにおける適切な電力は、バスシステムに接続されないベースモジュールに対しても使用できる。

本発明に係る測定装置には、幾多の実施形態がある。これに関して、添付された図面を参照し、本発明の好ましい実施例について詳細に説明する。

以下、本発明の実施例について図面により説明する。
［実施例１］

図１は、本願発明の実施例に係る、ベースモジュール１を有するフロート型流量計の測定値変換装置の斜視図である。前記変換装置は、従来技術におけるように、フロート型流量計の図示しないフロートのリフト高さを指示するための磁気カップリングを使用した指示装置２を有する。この指示装置は、図２及び３に示すように、目盛ダイヤル３を使用しており、前記容積流量のアナログ直読式指示を有する。

さらに、前記ベースモジュール１は、光学インターフェース４を有しており、半二重方式によってデータ交換を行っている。そのため、光学インターフェース４は、送信装置１３と、これから空間的に離れて配置された受信装置１４とを有している。図２に示されるように、本願発明の実施例に係る測定値変換装置では、ベースモジュール１の上方で、該ベースモジュールと間隔をおいて、付属モジュール５が設けられており、該付属モジュールは、ベースモジュール１に対して平行に延在しており、同様に送信装置１５及び受信装置１６を有する光学インターフェース６を備えている。この形態において、前記ベースモジュール１は、関連した付属モジュール５の型と同一化することができると同時に、ベースモジュール１が、付属モジュール５に要求されたデータを送信することを可能にする。特に、これは、付属モジュール５によってさらに処理され且つ伝送されることが意図されないデータが、まず第１に、ベースモジュール１から付属モジュール５に伝送されないことを意味する。

前記ベースモジュール１は、予め設定された校正パラメータに基づいて線形化過程を介して、磁気カップリングを介して検出されたフロートのリフト高データを容積流量に数学的に変換する線形化装置を有する。それは、ベースモジュール１の光学インターフェース４が、前もって線形化されたデータを送信して、直接容積流量情報を提供し、用いられた付属モジュール５に依存する所定の線形化及び対応する校正の必要性を回避することができる。

付属モジュール５に伝送された前記流量情報は、図３で示すように、ＰＲＯＦＩＢＵＳ又はＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ ＦＩＥＬＤＢＵＳのような規格に適合する付属モジュール５の外部インターフェース７を介して出力される。さらに、本発明の好ましい実施例では、前記ベースモジュール１は、電力出力ポート８、供給ライン９及び電力入力ポート１０によって、前記付属モジュール５から電力を受け取っている。これは、前記ベースモジュール１に関して専用の電源を不要にする。
［実施例２］

図４（ａ），（ｂ）は、本願発明の別の実施例について図示する。この測定値変換装置も、ベースモジュール１と付属モジュール１１とは、光学インターフェース４，６を有しており、その基本的な機能に関して、異なる外部インターフェースを具備する点を除いて、図１乃至図３に示された測定値変換装置と同様に構成されている。また、前記付属モジュールは、さらに対応するディスプレイ１２を有する総合カウンター装置を有している。

本発明の実施例２の重要な特徴は、図４（ａ），（ｂ）に示される測定値変換装置が、付属モジュール５を付属モジュール１１に単に取り替えることによって、図１〜３に示された変換装置から簡単につくることができるという事実にある。主な利点として、変更された測定値変換装置を用いた「新しい」測定装置は、測定装置のいかなる再校正も必要としない。その上、それぞれの付属モジュール５又は１１は、既に線形化された測定データが得られるので、測定装置の完全な「情報」が、ベースモジュール１において可能であり、一方、前記付属モジュール５又は１１は、単に要求された後処理を実行し、且つ／又は、適当なプロトコル及び／又はバスシステムにデータを転送する。

最後に、前記ベースモジュール１、選択された付属モジュール５，１１及び目盛ダイヤル３は、一体のハウジング１７内に装備され、そのハウジング１７内では、前記ベースモジュール１及び選択された付属モジュール５，１１は、前記光学インターフェース４，６がデータを交換すると同時に高信頼の導電的分離を確保するような方法において、平行に且つ相互に所定の間隔をおいて配置される。その結果として、外側からわかるように前記測定装置は、常に同じであるように見えると共に、付属モジュール５，１１に依存するので、特に外部インターフェースを介するいかなるデータ伝送と同様に別の機能的能力についても、異なる機能を提供するものである。

ベースモジュールに関して、本願発明の好ましい実施例に係るフロート型流量計のデータ変換装置の概略説明斜視図である。 図１に示されるデータ変換装置の付属モジュールの位置を示した概略説明図である。 ベース及び付加モジュールを有する測定値変換装置の斜視図である。 （ａ），（ｂ）は、本発明の他の実施例を示した図１及び２と同様の概略説明図である。

１ ベースモジュール
２ 指示装置
３ 目盛ダイヤル
４ 光学インターフェース
５ 付属モジュール
６ 光学インターフェース
７ 外部インターフェース
８ 電力出力ポート
９ 供給ライン
１０ 電力入力ポート
１１ 付属モジュール
１２ ディスプレイ
１３ 送信装置
１４ 受信装置
１５ 送信装置
１６ 受信装置

Claims (9)

1. 測定データの取得と処理を行うベースモジュール（１）及び付属モジュール（５，１１）を具備し、前記ベースモジュール（１）及び前記付属モジュール（５，１１）は、該ベースモジュール及び該付属モジュールを相互に接続する光学インターフェース（４，６）を備える、流量計、レベル計等の測定装置において、
   前記ベースモジュール（１）と前記付属モジュール（５，１１）は、相互に平行に且つ間隔をおいて、一体のハウジング（１７）内に組込まれており、
   前記ベースモジュール（１）は、前記データを、予め設定された校正パラメータの関数として線形にする線形化装置を有し、
   前記ベースモジュール（１）は、前記データを出力し、且つ／又は前記ベースモジュールのパラメータを設定する付加的インターフェースを有する
   ことを特徴とする測定装置。
2. 前記データは、前記ベースモジュール（１）から前記付属モジュール（５，１１）に光学インターフェース（４，６）を介して伝送されることを特徴とする請求項１記載の測定装置。
3. 前記付属モジュール（５，１１）は、前記データを出力する外部インターフェース（７）を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の測定装置。
4. 前記付属モジュール（５，１１）は、前記データの表示を行うディスプレイを有することを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の測定装置。
5. 前記ベースモジュール（１）は、二線式信号出力を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の測定装置。
6. 前記ベースモジュール（１）は、バスインターフェースを有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の測定装置。
7. 前記ベースモジュール（１）と付属モジュール（５，１１）は、前記ベースモジュールと付属モジュールの間に確実な導電的分離が得られるように互いに所定の距離で隣接して配置されることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項記載の測定装置。
8. 前記ベースモジュール（１）に、前記付属モジュール（５，１１）の外部インターフェース（７）を介して、電力を供給する手段が設けられることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項記載の測定装置。
9. 前記付属モジュール（５，１１）は、第２の付属モジュールに交換可能であることを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項記載の測定装置。

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